高考生物二輪復(fù)習(xí) 第1部分 專題講練突破 專題8 第16講 基因工程和細(xì)胞工程

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基因工程和細(xì)胞工程 (建議用時(shí)：40分鐘) 1．我們?nèi)粘３缘拇竺字需F含量極低，科研人員通過(guò)基因工程等技術(shù)，培育出了鐵含量比普通大米高60%的轉(zhuǎn)基因水稻，改良了稻米的營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)。下面為培育轉(zhuǎn)基因水稻過(guò)程示意圖，請(qǐng)回答： (1)在上述工程中，鐵結(jié)合蛋白基因稱為_(kāi)_______，獲取該基因后常用________技術(shù)進(jìn)行擴(kuò)增。 (2)構(gòu)建重組Ti質(zhì)粒時(shí)，通常要用同種限制酶分別切割___________和________。將重組Ti質(zhì)粒轉(zhuǎn)入農(nóng)桿菌時(shí)，可以用________處理農(nóng)桿菌，使重組Ti質(zhì)粒易于導(dǎo)入。 (3)將含有重組Ti質(zhì)粒的農(nóng)桿菌與水稻愈傷組織共同培養(yǎng)時(shí)，通過(guò)培養(yǎng)基2的篩選培養(yǎng)，可以獲得________________；培養(yǎng)基3與培養(yǎng)基2的區(qū)別是____________________________。 (4)檢測(cè)培育轉(zhuǎn)基因水稻的目的是否達(dá)到，需要檢測(cè)轉(zhuǎn)基因水稻________________。 解析：本題中培育轉(zhuǎn)基因水稻的目的是獲得鐵含量比普通大米高的大米，因此目的基因?yàn)殍F結(jié)合蛋白基因，要大量獲得此基因一般采用PCR技術(shù)進(jìn)行擴(kuò)增。若構(gòu)建重組質(zhì)粒則要用同種限制酶切割含目的基因的DNA片段和質(zhì)粒。將外植體培養(yǎng)成試管苗的過(guò)程要用到不同的培養(yǎng)基，各培養(yǎng)基最明顯的差別在于所添加激素的比例不同。 答案：(1)目的基因　PCR　(2)含目的基因的DNA片段　質(zhì)粒　CaCl2　(3)含有重組質(zhì)粒的愈傷組織　生長(zhǎng)素和細(xì)胞分裂素的濃度比例　(4)種子中鐵含量 2．為探究SHH基因與角化囊腫發(fā)生的相關(guān)性，科研人員利用SHH基因的非模板鏈轉(zhuǎn)錄合成的RNA作為探針，進(jìn)行分子雜交實(shí)驗(yàn)，以檢測(cè)SHH基因在角化囊腫中的表達(dá)情況。其基本流程如下圖(Amp表示氨芐青霉素抗性基因；LacZ基因被SHH基因插入后不表達(dá))。 請(qǐng)回答： (1)重組載體中SHH基因轉(zhuǎn)錄合成RNA探針時(shí)，________(填“需要”或“不需要”)啟動(dòng)子。 (2)步驟②中，用Ca2＋處理大腸桿菌，使之成為_(kāi)_______細(xì)胞，然后導(dǎo)入重組載體。實(shí)驗(yàn)中，用添加氨芐青霉素的培養(yǎng)基培養(yǎng)大腸桿菌，未導(dǎo)入質(zhì)粒的細(xì)菌將會(huì)死亡，原因是這些細(xì)菌不含有________基因。 (3)能表達(dá)LacZ基因的大腸桿菌在含有IPTG和Xgal的培養(yǎng)基上會(huì)形成藍(lán)色菌落，易于識(shí)別。根據(jù)上述原理可以初步判斷____(填“藍(lán)色”或“白色”)菌落中的大腸桿菌為重組菌。 (4)將制備的探針加入角化囊腫切片中，探針將與__________形成雜交帶，進(jìn)而判斷SHH基因的轉(zhuǎn)錄情況。 解析：(1)啟動(dòng)子是RNA聚合酶的識(shí)別位點(diǎn)，任何基因的表達(dá)(轉(zhuǎn)錄)均需要啟動(dòng)子。(2)大腸桿菌細(xì)胞用Ca2＋處理后就成為感受態(tài)細(xì)胞；能在添加氨芐青霉素的培養(yǎng)基上生存的細(xì)菌含有氨芐青霉素抗性基因，沒(méi)有氨芐青霉素抗性基因的細(xì)菌將會(huì)死亡。(3)能表達(dá)LacZ基因的大腸桿菌在含有IPTG和Xgal的培養(yǎng)基上會(huì)形成藍(lán)色菌落，而重組菌中LacZ基因被SHH基因插入后不表達(dá)，重組菌在含有IPTG和Xgal的培養(yǎng)基上會(huì)形成白色菌落。(4)判斷SHH基因的轉(zhuǎn)錄情況，也就是判斷SHH基因是否轉(zhuǎn)錄出mRNA。 答案：(1)需要　(2)感受態(tài)　Amp(或氨芐青霉素抗性或抗性)　(3)白色　(4)SHH轉(zhuǎn)錄的mRNA(只寫mRNA不對(duì)) 3．馬鈴薯是種植廣泛的農(nóng)作物，病毒侵染后導(dǎo)致產(chǎn)量大幅下降，培育脫毒的馬鈴薯品種是提高產(chǎn)量的有效方法。請(qǐng)分析并回答。 (1)馬鈴薯莖尖病毒極少甚至無(wú)病毒，因此可將馬鈴薯莖尖接種在培養(yǎng)基中，經(jīng)過(guò)人工培養(yǎng)獲得脫毒苗。培養(yǎng)基中添加____________(填激素名稱)，誘導(dǎo)離體細(xì)胞經(jīng)過(guò)________和________完成組織培養(yǎng)過(guò)程，從而形成脫毒苗。為監(jiān)控脫毒苗的質(zhì)量，可采用_________的方法檢測(cè)病毒的蛋白質(zhì)。 (2)研究人員研究了莖尖外植體大小對(duì)幼苗的成苗率和脫毒率的影響，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖。 實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，莖尖越小，________________，因此馬鈴薯脫毒培養(yǎng)中莖尖外植體的適宜大小為_(kāi)_______mm。 解析：(1)離體的植物組織必須在植物激素的作用下才能經(jīng)脫分化形成愈傷組織，然后經(jīng)再分化形成具有根、莖、葉的植物體。檢測(cè)病毒的蛋白質(zhì)要用抗原—抗體雜交法。(2)據(jù)圖可知，莖尖越小，脫毒率越高，成苗率越低，當(dāng)莖尖大小為0.27 mm時(shí)脫毒率和成苗率相對(duì)都較高。 答案：(1)生長(zhǎng)素和細(xì)胞分裂素　脫分化　再分化　抗原—抗體雜交 (2)脫毒率越高，成苗率越低　0.27 4．如圖是植物體細(xì)胞雜交過(guò)程示意圖，如果A、B植物均為二倍體，據(jù)圖回答下列問(wèn)題： (1)圖中所示過(guò)程的原理有： ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (2)圖中的①過(guò)程是 ________________________________________________________________________。 (3)植物體細(xì)胞融合成功的標(biāo)志是 ________________________________________________________________________， 其產(chǎn)生與細(xì)胞內(nèi)________(細(xì)胞器)有關(guān)。 (4)③和④過(guò)程分別是________和________過(guò)程。該雜交植株有________個(gè)染色體組。 (5)該技術(shù)的最顯著優(yōu)勢(shì)是： ________________________________________________________________________。 解析：(1)植物體細(xì)胞雜交過(guò)程中有原生質(zhì)體A和原生質(zhì)體B的融合過(guò)程，其原理是細(xì)胞膜具有流動(dòng)性；將雜種細(xì)胞培育成新的個(gè)體，其原理是植物細(xì)胞具有全能性。(2)圖中的①過(guò)程是去除植物細(xì)胞壁，制備原生質(zhì)體。(3)植物體細(xì)胞融合成功的標(biāo)志是形成新的細(xì)胞壁，植物細(xì)胞壁的形成與高爾基體有關(guān)。(4)雜種細(xì)胞通過(guò)脫分化形成愈傷組織，再經(jīng)再分化形成雜種植株。圖中雜種植株是由兩個(gè)二倍體的細(xì)胞融合成的雜種細(xì)胞培育成的新個(gè)體，含有四個(gè)染色體組。(5)植物體細(xì)胞雜交可以克服遠(yuǎn)緣雜交不親和的障礙。 答案：(1)細(xì)胞膜具有一定的流動(dòng)性、植物細(xì)胞具有全能性(缺一不可)　(2)(去壁)制備原生質(zhì)體　(3)形成新的細(xì)胞壁　高爾基體　(4)脫分化　再分化　四　(5)克服遠(yuǎn)緣雜交不親和的障礙 5．如圖是科學(xué)家利用小鼠成纖維細(xì)胞獲得單克隆抗體的示意圖。請(qǐng)據(jù)圖回答： (1)獲取轉(zhuǎn)錄因子基因需要的工具酶是________，因成纖維細(xì)胞較小，過(guò)程①將目的基因?qū)胄∈蟪衫w維細(xì)胞時(shí)常用的載體是________。 (2)過(guò)程②稱為_(kāi)_______，在此過(guò)程中，成纖維細(xì)胞在轉(zhuǎn)錄因子基因的作用下，轉(zhuǎn)化為iPS胚性細(xì)胞，在體外培養(yǎng)條件下，iPS胚性細(xì)胞能不斷進(jìn)行________。 (3)過(guò)程③為動(dòng)物細(xì)胞融合，此過(guò)程常用________、滅活的病毒、電刺激等誘導(dǎo)細(xì)胞融合，融合后的Y細(xì)胞具有________________________________________________的特性。 (4)對(duì)雜種細(xì)胞Y進(jìn)行________和________后，才能篩選出能產(chǎn)生特異性抗體的雜種細(xì)胞。 答案：(1)限制酶　動(dòng)物病毒 (2)動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)　細(xì)胞增殖(細(xì)胞分裂) (3)聚乙二醇(PEG)　既能大量增殖，又能產(chǎn)生單一抗體 (4)克隆化培養(yǎng)　(抗原—)抗體檢測(cè) 6．研究人員利用生物工程技術(shù)，探究豬bmp15基因在不同組織細(xì)胞中的特異性表達(dá)。該工程技術(shù)基本流程如下圖(EGFP基因控制合成增強(qiáng)型綠色熒光蛋白；過(guò)程②表示表達(dá)載體2成功導(dǎo)入各組織細(xì)胞)。請(qǐng)回答： (1)過(guò)程①中，需利用________________限制酶處理表達(dá)載體1。 (2)過(guò)程②中，常采用________技術(shù)將表達(dá)載體2成功導(dǎo)入受體細(xì)胞。 (3)在實(shí)驗(yàn)結(jié)果的基礎(chǔ)上，提取上述豬肌肉細(xì)胞的____________(填“mRNA”或“DNA”)，利用標(biāo)記的________作探針，進(jìn)行分子雜交，可進(jìn)一步探究豬bmp15基因特異性表達(dá)的原因。 (4)據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果推測(cè)，豬bmp15基因在________細(xì)胞特異性表達(dá)。 答案：(1)XhoⅠ和Hind Ⅲ　(2)顯微注射 (3)mRNA　EGFP基因 (4)豬卵巢 7．如圖表示構(gòu)建轉(zhuǎn)入了人抗體基因的小鼠生產(chǎn)人源性單克隆抗體的流程。請(qǐng)據(jù)圖回答下列問(wèn)題： (1)圖示過(guò)程涉及的生物技術(shù)有_____________、_____________、______________。 (2)構(gòu)建的基因表達(dá)載體除含有人抗體基因、標(biāo)記基因外，還應(yīng)具有____________。 (3)向轉(zhuǎn)基因小鼠注射特定的抗原后，從小鼠的________中提取B淋巴細(xì)胞；②過(guò)程通常用_______________誘導(dǎo)。 (4)細(xì)胞X是_____________，體外培養(yǎng)細(xì)胞X所用的培養(yǎng)液必須添加______________等天然成分，培養(yǎng)過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生接觸抑制嗎？________。 答案：(1)轉(zhuǎn)基因技術(shù)　動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)　動(dòng)物細(xì)胞融合(其他合理答案亦可)　(2)啟動(dòng)子、終止子　(3)脾臟　聚乙二醇或滅活的病毒　(4)雜交瘤細(xì)胞　血漿或血清　不會(huì)